现场总线(field bus)

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1、第五章现场总线(FieldBus)§5.1概述一一、一、、现场总线的定义、现场总线的定义与发展：安装在生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置间的数字式、、串行和多点通信的数据总线、串行和多点通信的数据总线。1.初始想法：现场设备智能化2.关键问题：：统一标准：统一标准3.DCSFCS传统DCS结构:二二、二、、现场总线的特点和优点、现场总线的特点和优点（1））实时性）实时性：：具有较高的数据传输率：具有较高的数据传输率，，合理分配总线资源，合理分配总线资源，，每个，每个节点都能及时收发信息（2

2、））互操作性）互操作性：：实现互连设备间：实现互连设备间、、系统间的信息传送与沟通、系统间的信息传送与沟通（3））互换性）互换性：：要求不同制造商生产的性能类似的设备：要求不同制造商生产的性能类似的设备可进行互换（4））开放性）开放性：：协议公开：协议公开，，不同厂家的设备之间可进行，不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换（5））现场设备的智能化与功能自治性）现场设备的智能化与功能自治性（6））经济性）经济性：：节点价格低：节点价格低，，传输介质较廉价，传输介质较廉价，，减少线缆，减少线缆（7））

3、安全性）安全性：：解决防爆问题：解决防爆问题（8））可靠性）可靠性：：解决环境适应性问题：解决环境适应性问题，，具有较强的抗干，具有较强的抗干扰能力使得控制系统的设计、、安装、安装、、投运、投运、、正常生产运行及检修维、正常生产运行及检修维护都得到了优化现场总线仪表是指连接在现场总线上的各种仪表或设备，，按功能可分为六类，按功能可分为六类：–变送器类：：压力变送器：压力变送器、、温度变送器等、温度变送器等；–执行器类：：气动执行器：气动执行器、、电动执行器等、电动执行器等；–转换器类：：现场总线：现场

4、总线/电流转换器、、现场总线、现场总线/气压转换器等；–接口类：：计算机和控制器与现场总线之间的接口仪表：计算机和控制器与现场总线之间的接口仪表或设备；–电源类：：现场总线仪表供电电源：现场总线仪表供电电源；–附件类：：总线连接器：总线连接器(网桥)、、终端器、终端器、、中继器等、中继器等。现场总线仪表的特点:
全数字性；；精度高；精度高；；抗干扰能力强；抗干扰能力强；；内嵌控制功能；内嵌控制功能；；高速通；高速通信信；信；；多变量测量和传输；多变量测量和传输；；系统综合成本低；系统综合成本低；；真正

5、的可互操作；真正的可互操作性性；性；；真正的分散控制；真正的分散控制本质安全型(Intrinsicsafety)仪表又叫安全火花型仪表。。它的特点是仪表在正常。它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，，电路，电路、、系统产生的火花和达、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物防爆性能，，不是采用通风，不是采用通风、、充气、充气、、充油、充油、、隔爆等外、隔爆等外部措施实现的，，而是由电路本身实现的，而是由电路本身实现的，，因而是本质安，因而是本质安全的。能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、、

6、蒸气混、蒸气混合物，，并可以在通电的情况下进行维修和调整，并可以在通电的情况下进行维修和调整。。但是。但是，它不能单独使用必须和本安关联设备（（安全栅（安全栅）、外部配线一起组成本安电路，，才能发挥防爆功能，才能发挥防爆功能。三三、三、、现场总线网络协议模式、现场总线网络协议模式1.应用层为过程控制用户提供一系列的服务，，用于简化或实现分，用于简化或实现分布式控制系统中的应用进程之间的通信，，同时为分布式现，同时为分布式现场总线提供了应用接口的操作标准，，实现了系统的开放性，实现了系统的开放性应用层的

7、标准定义主要是为应用进程之间通信定义了特定的关系模型与规范：Publisher/Subscriber,Client/Server2.数据链路层处理有物理连接的站点间的通信。主要功能：：数据链路的建立和拆除：数据链路的建立和拆除、、信息传输、信息传输、、信息差、信息差错控制及异常情况处理；；规定物理层与应用层之间的接口；规定物理层与应用层之间的接口格式控制目标地址源地址参数数据校验3.物理层规定了接口的机械特性、、电气特性、电气特性、、功能特性及规程特性、功能特性及规程特性，还定义了所有传输介质的类型、

8、、拓扑结构以及供电方式、拓扑结构以及供电方式。(1)传输介质可以采用有线电缆、、光纤和无线电、光纤和无线电(2)通过有线电缆传送信号的波特率定义了两种速率标准H1：31.25Kbps低速率；H2：1Mbps/2.5Mbps(3)H1标准最大传输距离为1900m,最多串接4台中继器，H2标准在1Mbps波特率下最大传输距离为750m，2.5Mbps最大传输距离为500m(4)现场总线协议支持总线型、、树型和点对点型三种拓扑结构、树型和点对点型三种拓扑结构，